嵌段聚合物增韧环氧树脂复合材料制备及性能研究.pdf

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1、嵌段聚合物增韧环氧树脂复合材料制备及性能研究2012况永武硕士材料学周元林教授.ClassifiedIndex:TQ050.4U.D.C:621SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisBlockPolymerTougheningEpoxyResinCompositeMaterialPreparationandPerformanceResearchGrade:2012Candidate:KUANGYongWuAcademicDegreeAppliedfor:MasterDe

2、greeSpeciality:MaterialsScienceSupervisor:Prof.ZHOUYuanLinApr.5,2015摘要在现代化的生产和生活中，先进的机械和仪器的使用已经遍布周边，这些高科技的运用使得我们的社会有了长足的进步，但是随之而来产生的噪音污染以及机械仪器振动所产生的安全隐患成为一大难题。在科研人员的研究下发现，阻尼材料的使用可以很好的解决这个问题。阻尼材料是一种可以将机械振动能转换为热能的功能材料，目前已经广泛应用于包括交通工具、产业机械、建筑土木、家用电器、精密仪器和军事装备等领域的减震降噪。而高分子阻尼材料以其阻尼

3、性能好、比重轻、强度高、韧性好、易加工成型和成本低等优点成为阻尼材料研究的热点。互穿聚合物网络(IPNs)是由2种或2种以上的聚合物网络相互穿透或缠结所构成的一类化学共混网络合1金体1系，是1一1种新型聚合物共混改性技术，以其独特的化学共混方法和强迫互容、界面互穿、协同作用、加工和功能复合等特点，备受人们的关注。20世纪60年代，MillarJR首先制备出了互穿网络结构的材料，并通过控制不同组分的比例良好地改善了材料的力学和物理性能。本文针对一般高分子阻尼材料中力学性能低和阻尼温域窄等不足，采用ATRP技术合成了五嵌段共聚物PS-PGMA-PDMS

4、-PGMA-PS，并对它的性能分别进行了研究。然后用合成树脂与环氧树脂在固化剂间苯二胺的作用下，固化形成大分子聚合物；并与碳纤维粉填料溶液共混后成型，最终得到高模量阻尼复合材料。我们对复合材料的形貌、阻尼性能、力学性能及热学性能进行了详细的研究。通过原子转移自由基聚合，合成的多嵌段共聚物PS-PGMA-PDMS-PGMA-PS。其分子量可控，且聚合物的多分散性低（PDI=1.19～1.40）；在微观相上形.成微相分离的纳.米结构，粒径.大小200nm左右，在宏.观上呈.橡塑形态；具有良.好的热.稳定性，低分解.温度达270℃，高分解.温度达440℃

5、。由于引入了.反应性.的基.团亲环.氧基，使其.可以参.与环氧树.脂的固.化反应，大大增.加了其设.计性及.使用性。合成树脂、.环氧树脂与.碳纤维补.强剂之间的.宏观相容.性较好，尤其是.加入碳纤维粉后，体系中三.种组分协.同作用，材料表现良好.的阻尼.性能，tanδ＞0.3的温域.约为50℃（70℃-120℃），且最大.值达到1.2。而且，我们发.现可以通过加.入不同的补.强剂及其用.量来控制阻尼.峰的峰位和.峰值，获得在不同温.域下具有一.定的阻尼性.能的材料。复合材料加.入合成.树脂则降.低了体系.的交.联.密度，本身强.度又不是.很高，从而

6、导致.体系的压.缩模.量降.低。加入高.强度的.碳纤维.粉后，压缩模量.加大提高，当含量.为20%时，压缩模量.达到最大。复合材料的拉伸强度基本均大于我们所合成的多嵌段共聚物（拉伸强度MAX=24MPa）。环氧树脂/碳纤维复合材料拉伸强度随着碳纤维含量的增加，拉伸强度逐渐升高，当填料含量达到20%时，拉伸强度达到最大。制备的阻尼材料具有良好的的热学性能，分解温度达到260℃-280℃。关键词：嵌段聚合物ATRP高模量环氧树脂阻尼复合材料AbstractInmodernproductionandlife,theuseofadvancedmachine

7、ryandequipmenthasbeenspreadaroundandtheuseofthesehigh-techmakesoursocietyhadgreatprogress,butthenoisepollution,andsubsequentmechanicalequipmentvibrationgeneratedbythepotentialsafetyproblemsbecomeabigproblem.Undertheresearchofscientificresearchersfoundthattheuseofdampingmateria

8、lcanwellsolvetheproblem.Dampingmaterialsisakindofmechanicalvi